VDI/VDE

Statusreport Industrie 4.0 identifiziert Forschungsschwerpunkte für CPS-basierte Automation

| Redakteur: Sariana Kunze

CPS-basierte Automation bringt Forschungsbedarf anhand konkreter Beispiele mit sich.
CPS-basierte Automation bringt Forschungsbedarf anhand konkreter Beispiele mit sich. (Fraunhofer IAO)

CPS-basierte Automation stellt die Grundlage für einen konkreten Nutzen von Industrie 4.0 dar. Deshalb wurden im neuen Statusreport Industrie 4.0 des VDI/VDE GMA drei Fallbeispiele konstruiert, um den Forschungsbedarf für CPS abzubilden. Vier Forschungsschwerpunkte kristallisierten sich dabei für die nächsten Jahre heraus.

Großes Potenzial liegt darin, Benutzerschnittstellen einzurichten, um Transparenz und damit Verständnis von Anlagen zu jedem Zeitpunkt zu ermöglichen. Hierfür hat die VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik den entsprechenden Forschungsbedarf in seinem Statusreport Industrie 4.0 herausgearbeitet. Aufbauend auf dem Whitepaper der Plattform Industrie 4.0, wurden anhand von konkreten Fallbeispielen, in denen existierende Anlagen mit CPS-Technologie ausgestattet wurden, die entstehenden Anforderungen an zielgerichtete Forschung analysiert.

Die grundlegende Eigenschaft von cyber-physischen Systemen ist die Vernetzung von Teilsystemen. So können mit CPS-basierter Automation die Informationen für ein durchgängiges Systems-Engineering genutzt werden, um von der Entwurfsphase über die virtuelle Inbetriebnahme bis zu Wartung und Diagnose, Anlagen über ihren gesamten Life-Cycle zu begleiten. Die Ergebnisse des Statusreports Industrie 4.0 lassen sich in vier Forschungsschwerpunkte für die nächsten Jahre einteilen:

  • Das Rad soll nicht neu erfunden werden - das gilt auch für Software. Das heißt, dass bislang für Vernetzung erfolgreich eingesetzte Unternehmens-IT „fit“ gemacht werden muss, um die Anforderungen der industriellen Produktion erfüllen zu können. Hierzu zählen Echtzeitfähigkeit, Gewährleistung funktionaler Sicherheit sowie Informationssicherheit.
  • Nicht nur Standard-IT muss angepasst werden, sondern auch Methoden der Automatisierungstechnik. Konkret heißt das, dass beispielsweise systematische Ansätze gefunden werden müssen, um die Steuerrezepterstellung in externe Cloud-Dienste auszulagern oder um komplexe Optimierungsaufgaben durchzuführen. Denn hier liegt das große, wirtschaftlich bedeutende Potenzial der Effizienzsteigerung durch Industrie 4.0.
  • Um alle Vorteile einer flexiblen Produktion zu nutzen und physische wie virtuelle Modelle während der Laufzeit der Anlagen austauschen, abschalten oder ersetzen zu können, müssen flexibel anpassbare Schnittstellen eine reibungslose Integration und eine sichere Systemfunktionalität gewährleisten. Außerdem muss bei aller Flexibilität und Komplexität der Produktionssysteme über geeignete Benutzerschnittstellen garantiert werden, dass das Verständnis für das Systemverhalten erhalten bleibt.
  • Und schließlich müssen Forschungen erfolgen, um die zur Verfügung stehenden Informationen über die gesamte Laufzeit der Produkte und Anlagen für ein durchgängiges System-Engineering auszunutzen und die Daten und Modelleigenschaften zwischen den Engineering-Schritten auszutauschen.

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